JP2008045646A - 流体圧アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】装置の省スペース化を図るとともにショックアブソーバの損傷を回避し、長寿命化を図ることができる流体圧アクチュエータの提供。
【解決手段】揺動型アクチュエータ１０の第１および第２シリンダ室１３ａ，１３ｂ内を往復動する第１および第２駆動ピストン１７ａ，１７ｂに、ショックアブソーバ１９を一体化した。これにより、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂのストロークエンドにおいてショックアブソーバ１９を作動させて、ワークＷを衝撃から保護できる。駆動ピストンのデッドスペースを利用するので、大型化を回避しつつ中空として軽量化や省スペース化が図れるとともに、ショックアブソーバ１９の損傷を確実に回避できる。衝撃吸収時における駆動ピストンに対する曲げモーメントの発生を抑制して揺動型アクチュエータ１０の長寿命化が図れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物や治具等のワークを移動する流体圧アクチュエータに係り、特に、駆動ピストンのストロークエンドでの急停止を防ぎ、衝撃からワークを保護し得る流体圧アクチュエータに関する。

生産ライン上に組み込まれて電子部品などの被加工物等（ワーク）を移動する流体圧アクチュエータには、例えば、外部から供給される圧縮エアを駆動源として作動するものがある。この圧縮エアによって作動する流体圧アクチュエータは、アクチュエータ本体内に形成される端壁を有するシリンダ室と、シリンダ室内を往復動する駆動ピストンとを備え、シリンダ室内に圧縮エアを給排することで駆動ピストンを直線方向に駆動し、これにより、駆動ピストンと連動されるワークを一の位置から他の位置へ移動させることができる。このような流体圧アクチュエータとしては、例えば、特許文献１に記載された揺動アクチュエータや特許文献２に記載されたロッドレスシリンダがある。

特許文献１に記載された揺動アクチュエータは、アクチュエータ本体に並列に一対のシリンダ室を有するとともに、各シリンダ室内に円盤状のテーブルが装着されたピニオンを露出するように設け、各シリンダ室内にはピニオンに噛合うラックを有する駆動ピストンをそれぞれ往復動自在に設けている。テーブルには径方向外側に突出する揺動レバーが装着され、アクチュエータ本体には揺動レバーの揺動方向の当接面と対向する一対のショックアブソーバが取付プレートを介して装着されている。テーブルは、シリンダ室内に圧縮エアを給排して各駆動ピストンを各シリンダ室内で相反する方向へ往復動させることでピニオンを介して回動し、これにより、テーブルに装着されるワークを揺動移動させることができる。そして、テーブルの揺動範囲の端部では、揺動レバーがショックアブソーバに衝突することによって、各駆動ピストンの急停止を防止し、衝撃からワークを保護することができる。

特許文献２に記載されるロッドレスシリンダは、シリンダ室への圧縮エアの給排によってアクチュエータ本体内を往復動する駆動ピストンを備え、この駆動ピストンに一体に設けられたピストンヨークが、アクチュエータ本体の軸方向に沿って設けられたスリットを介して外部に突出されて、このピストンヨークにはワークが装着されるピストンマウントが設けられている。アクチュエータ本体の端部には、支持アームによって支持されたショックアブソーバを有するストッパ装置本体が設けられており、ショックアブソーバには、ピストンマウントの側壁が衝突するようになっている。これにより、シリンダ室内を往復動するピストンマウントの急停止を防止し、衝撃からワークを保護することができる。
特開平１１−２１０７０６号公報 特開平０７−１５８６１２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された揺動アクチュエータによれば、テーブルには揺動レバーが設けられるとともに、アクチュエータ本体には一対のショックアブソーバが取付けられた取付プレートを有しているので、揺動アクチュエータの大型化が避けられず重量が嵩むといった問題があった。また、揺動アクチュエータの駆動時にはテーブルの揺動に応じて揺動レバーも揺動するが、揺動レバーの径方向への突出量が大きく、生産ライン上に複数の揺動アクチュエータを隣接して設けることが困難等、生産ライン上での配置自由度が低いものであった。上記特許文献２に記載されたロッドレスシリンダにおいても、支持アームを介してショックアブソーバが装着されたストッパ装着本体をアクチュエータ本体に取付けるため、ロッドレスシリンダの高さ寸法や長さ寸法が長くなって、その大型化が避けられず重量が嵩むといった問題があった。

上記各特許文献に係る流体圧アクチュエータは、いずれもショックアブソーバをアクチュエータ本体の外部に露出して装着しているので、ショックアブソーバにワーク等が接触してショックアブソーバを損傷するおそれがあり、ショックアブソーバが損傷した場合においては、ショックアブソーバを十分に機能させることができなくなり、衝撃からのワークの保護が困難になるといった問題も生じ得る。ショックアブソーバをアクチュエータ本体の外部に露出して装着したものとしては図９に示すものもあり、この流体圧アクチュエータＡは、テーブルＢを移動させるための駆動ピストン（図示せず）の軸心Ｃ１と、ショックアブソーバＤの軸心Ｃ２とが偏心した位置にある。したがって、ショックアブソーバＤによる衝撃吸収時にテーブルＢには曲げモーメントが生じ、テーブルＢのスライド機構Ｅに負担が掛かって流体圧アクチュエータＡの長期に亘る安定した動作が困難になるおそれがある。

本発明の目的は、装置の省スペース化を図るとともにショックアブソーバの損傷を回避し、長寿命化を図ることができる流体圧アクチュエータを提供することにある。

本発明の流体圧アクチュエータは、端壁が設けられるアクチュエータ本体を有し、前記アクチュエータ本体に形成されるシリンダ室内に組み込まれる駆動ピストンを、前記シリンダ室への流体の給排により往復動する流体圧アクチュエータであって、前記駆動ピストンに形成された中空部内に、前記中空部から前記シリンダ室内に突出する緩衝ロッドを有するショックアブソーバを設け、前記ショックアブソーバの緩衝ロッドは、前記端壁に衝突することを特徴とする。

本発明の流体圧アクチュエータは、前記ショックアブソーバは、前記緩衝ロッドに取付けられるとともに前記駆動ピストンに形成された中空部内に軸方向に往復動自在に設けられ前記中空部内の液体を流動させて減衰力を発生する緩衝ピストンと、前記中空部内に設けられ前記緩衝ロッドを前記シリンダ室内に突出する位置に復帰させる復帰ばねとを有することを特徴とする。

本発明の流体圧アクチュエータは、前記端壁に、前記緩衝ロッドの衝突位置を調節する調節ボルトを設けることを特徴とする。

本発明の流体圧アクチュエータは、前記アクチュエータ本体に前記駆動ピストンに形成されたラックに噛合うピニオンを回転自在に取付け、前記ピニオンに設けられた揺動軸を前記駆動ピストンにより揺動することを特徴とする。

本発明の流体圧アクチュエータは、前記アクチュエータ本体に軸方向に延びるスリットを設けるとともに前記スリットを介して外部に突出するピストンヨークを前記駆動ピストンに設け、前記ピストンヨークにピストンマウントを装着することを特徴とする。

本発明の流体圧アクチュエータは、前記駆動ピストンの一端部側に前記アクチュエータ本体の一端部から突出するピストンロッドを設け、前記駆動ピストンの他端部側から前記緩衝ロッドを突出させることを特徴とする。

本発明の流体圧アクチュエータによれば、駆動ピストンに形成された中空部内に、中空部からシリンダ室内に突出する緩衝ロッドを有するショックアブソーバを設け、ショックアブソーバの緩衝ロッドを端壁に衝突するようにしたので、駆動ピストンにショックアブソーバを一体化することができる。したがって、駆動ピストンのシリンダ室内におけるストロークエンドでショックアブソーバを作動させることができ、駆動ピストンの急停止を防止し、衝撃からワークを保護することができる。ショックアブソーバを取付プレートや支持アームを介してアクチュエータ本体の外部に露出して設ける必要が無くなり、流体圧アクチュエータの省スペース化や軽量化を図ることができる。シリンダ室内の駆動ピストンにショックアブソーバを同軸状に一体化することができるので、ワーク等の接触によるショックアブソーバの損傷を回避することができ、また、衝撃吸収時における曲げモーメントの発生を抑制して流体圧アクチュエータの長寿命化を図ることができる。

本発明の流体圧アクチュエータによれば、ショックアブソーバは、緩衝ロッドに取付けられるとともに駆動ピストンに形成された中空部内に軸方向に往復動自在に設けられ中空部内の液体を流動させて減衰力を発生する緩衝ピストンと、中空部内に設けられ緩衝ロッドをシリンダ室内に突出する位置に復帰させる復帰ばねとを有するので、緩衝ピストンが発生する減衰力によって衝撃を吸収した後、復帰ばねの弾性力によって緩衝ロッドを復帰させることができる。

本発明の流体圧アクチュエータによれば、端壁に、緩衝ロッドの衝突位置を調節する調節ボルトを設けるので、調節ボルトにより緩衝ロッドの衝突位置を調節することで駆動ピストンのストロークを調節することができる。

本発明の流体圧アクチュエータによれば、アクチュエータ本体に駆動ピストンに形成されたラックに噛合うピニオンを回転自在に取付け、ピニオンに設けられた揺動軸を駆動ピストンにより揺動するようにしたので、揺動型の流体圧アクチュエータの駆動ピストンに、ショックアブソーバを一体化することができる。

本発明の流体圧アクチュエータによれば、アクチュエータ本体に軸方向に延びるスリットを設けるとともにスリットを介して外部に突出するピストンヨークを駆動ピストンに設け、ピストンヨークにピストンマウントを装着するようにしたので、ロッドレス型の流体圧アクチュエータの駆動ピストンに、ショックアブソーバを一体化することができる。

本発明の流体圧アクチュエータによれば、駆動ピストンの一端部側にアクチュエータ本体の一端部から突出するピストンロッドを設け、駆動ピストンの他端部側から緩衝ロッドを突出させるようにしたので、ピストンロッド突出型の流体圧アクチュエータの駆動ピストンに、ショックアブソーバを一体化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。各実施の形態を示すそれぞれの図面には、共通の機能を有する部材に同一の符号を付すこととし、重複する詳細な説明については省略する。

図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施の形態に係る流体圧アクチュエータを示す平面図および側面図を、図２は図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図３は図２に示す駆動ピストンを拡大して示す拡大断面図をそれぞれ表している。

図１に示すように、流体圧アクチュエータとしての揺動型アクチュエータ１０は、アルミ合金等の金属材料を切削加工することにより略直方体形状に形成されるアクチュエータ本体１１と、このアクチュエータ本体１１に対して回転自在に装着され、被移動対象物としてのワークＷ（図中破線）を揺動移動する略円盤形状のテーブル１２とを有している。テーブル１２には、当該テーブル１２上にワークＷを載置して固定するためのボルト（図示せず）がねじ結合される複数のねじ孔１２ａ（図示では４つ）が形成されている。

図２に示すように、アクチュエータ本体１１の内部には、第１シリンダ室１３ａと第２シリンダ室１３ｂとが並列となるように図中左右方向に延びて形成されている。これらの各シリンダ室１３ａ，１３ｂの両端側（図中左右側）は、アクチュエータ本体１１の両端部に装着される一対のエンドカバー１４ａ，１４ｂによってそれぞれ閉塞されており、各エンドカバー１４ａ，１４ｂは、各シリンダ室１３ａ，１３ｂを形成する端壁を構成している。各シリンダ室１３ａ，１３ｂは、それぞれの間に形成される隔壁１５によって隔離されており、この隔壁１５の図中左右方向における略中央部分には、ピニオン１６を所定の間隔をもって収容する歯車収容部１５ａが形成されている。

歯車収容部１５ａの略中心部分には、アクチュエータ本体１１を貫通するとともに図示しない軸受を介して回転自在に回転軸（揺動軸）１６ａが取付けられている。この回転軸１６ａの一端側には、所定のピッチの歯部１６ｂが全周に亘って形成されたピニオン１６が装着されており、このピニオン１６の歯部１６ｂは各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内に露出されている。回転軸１６ａの他端側はアクチュエータ本体１１の外部に延出されており、この回転軸１６ａの他端側には、図１に示すようにテーブル１２が装着されている。これにより、ピニオン１６とテーブル１２とは回転軸１６ａを介して一体回転できるようになっている。

各シリンダ室１３ａ，１３ｂの内部には、図中左右方向に延びて長尺に形成されたラックとしての第１駆動ピストン１７ａおよび第２駆動ピストン１７ｂがそれぞれ往復動自在に設けられており、これらの各駆動ピストン１７ａ，１７ｂは、各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内を左側室ａ１，ｂ１と右側室ａ２，ｂ２とにそれぞれ画成している。各駆動ピストン１７ａ，１７ｂの外周の一部には、ピニオン１６の歯部１６ｂと噛合うラック１８ａ，１８ｂがそれぞれ軸方向に延びて形成されており、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂは、それぞれのラック１８ａ，１８ｂを対向させてピニオン１６の歯部１６ｂに噛合うよう、それぞれのシリンダ室１３ａ，１３ｂ内に配置されている。各駆動ピストン１７ａ，１７ｂは、その内部が中空となるように略筒状に形成されており、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂの内部には、同一構成のショックアブソーバ１９がそれぞれ形成されている。

アクチュエータ本体１１に装着される図中左方側のエンドカバー１４ａには、端部に合成ゴム等よりなるバンパ２０を有する一対の調節ボルト２１が設けられ、この調節ボルト２１は、バンパ２０側が各シリンダ室１３ａ，１３ｂの内部に向くようにエンドカバー１４ａにねじ込まれている。これらの各調節ボルト２１の各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内への突出量をそれぞれ適宜調節することにより、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂの各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内でのストロークを調節でき、これにより、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂと連動するピニオン１６の回転角度、つまり、テーブル１２の揺動角度を調節することができる。なお、調節ボルト２１にねじ結合される六角ナット２２は、調節ボルト２１のエンドカバー１４ａに対する位置調整後の緩み止めを行う緩み止めナットとして機能するものである。

次に、第１駆動ピストン１７ａおよび第２駆動ピストン１７ｂの詳細構造について説明する。各駆動ピストン１７ａ，１７ｂはそれぞれ同一構成であるため、以下の各駆動ピストン１７ａ，１７ｂの構造説明では、それぞれを区別することなく単に駆動ピストン１７等と表して説明する。

図３に示すように、駆動ピストン１７の内部には、当該駆動ピストン１７を軸方向に貫通するようにして、中空部３０とこの中空部３０に連通する貫通孔３１とが形成されている。中空部３０は、貫通孔３１側（図中右方側）から第１中空筒部３０ａ，第２中空筒部３０ｂおよび第３中空筒部３０ｃを有しており、各中空筒部の直径寸法はその順番で徐々に大きくなっている。中空部３０の内部には、ショックアブソーバ１９が形成されており、中空部３０の開口側（図中左方側）に蓋部材３２を装着することにより、ショックアブソーバ１９と駆動ピストン１７とが一体化されるようになっている。

駆動ピストン１７の両端側には、一対の第１環状溝３３が形成されており、これらの各第１環状溝３３には、断面が略Ｕ字形状のピストンパッキン３４がそれぞれ装着されている。各ピストンパッキン３４は、そのＵ字形状の開口側がシリンダ室１３側にそれぞれ向いており（図２参照）、これにより、シリンダ室１３に供給される圧縮エアの圧力が大きくなるにしたがってピストンパッキン３４の開口側が開く方向に変形されて、ピストンパッキン３４のシール力が増加するようになっている。駆動ピストン１７の各第１環状溝３３よりも図中中央寄りには、一対の第２環状溝３５が形成されており、これらの各第２環状溝３５には断面が略長方形形状のウエアリング３６がそれぞれ装着されている。このように駆動ピストン１７は、所謂２段シール構造を採用しており、優れたシール性能が得られるものとなっている。

駆動ピストン１７の図中右方側には、第２環状溝３５に隣接してマグネット収容凹部３７が形成されており、このマグネット収容凹部３７には、マグネット（永久磁石）３８が装着されている。このマグネット３８は、アクチュエータ本体１１の外部側面に装着されるセンサスイッチ（図示せず）に接近したときに、その磁力によってセンサスイッチをＯＮとする一方、離れたときにＯＦＦとする。このように、駆動ピストン１７にマグネット３８を装着することでセンサスイッチをＯＮ−ＯＦＦ動作させ、センサスイッチに接続されるコントローラ（図示せず）にＯＮ−ＯＦＦ信号を検出させることにより、駆動ピストン１７のシリンダ室１３内における位置を検出して、テーブル１２に装着されたワークＷ（図１参照）が何れの方向に揺動した状態にあるのかを判断できるようにしている。

駆動ピストン１７の内部の第１中空筒部３０ａ，第２中空筒部３０ｂおよび第３中空筒部３０ｃは、それぞれショックアブソーバ１９を構成しており、第１中空筒部３０ａに連通する貫通孔３１は、第１および第２中空筒部３０ａ，３０ｂにシリコーンオイル等の油液（液体）Ｏを封入するための油液封入通路となっている。貫通孔３１の図中右方側は、第１および第２中空筒部３０ａ，３０ｂにエアが混入しないように油液Ｏを封入した後に、プラグＰによって閉塞するようにしている。

第２中空筒部３０ｂ内には、その軸方向に移動自在に緩衝ピストンとしての環状ピストン３９が設けられており、この環状ピストン３９の外周側と第２中空筒部３０ｂの内周側との間には微少隙間Ｓが形成されている。この微少隙間Ｓは、環状ピストン３９が第２中空筒部３０ｂ内を図中右方側へ移動して油液Ｏが流動する際に、所定の流動抵抗を付与、つまり、所定の減衰力を発生する絞りとして機能する。

環状ピストン３９には、緩衝ロッド４０の一端側が装着されており、緩衝ロッド４０の他端側は、蓋部材３２を貫いて駆動ピストン１７の外部に延出されている。第３中空筒部３０ｃには、ロッドガイド４１が往復動自在に設けられており、このロッドガイド４１は緩衝ロッド４０を摺動自在に案内するようになっている。ロッドガイド４１の外周側には、環状溝４２が形成されており、この環状溝４２内には、Ｏリング４３が装着されている。このＯリング４３は、第３中空筒部３０ｃの内周壁に対して摺接するとともに、第２中空筒部３０ｂ内の油液Ｏの漏洩を阻止するようになっている。

ロッドガイド４１の内周側には、環状のパッキン収容溝４４が形成されており、このパッキン収容溝４４には、断面が略Ｕ字形状のパッキンシール４５が装着されている。パッキンシール４５は、そのＵ字形状の開口側が第２中空筒部３０ｂ側に向いており、これにより、パッキンシール４５の開口側が第２中空筒部３０ｂ内の圧力を受けて開口する方向に変形されて、第２中空筒部３０ｂ内の油液Ｏの漏洩を阻止するようにしている。

環状ピストン３９との底部との間には、コイルスプリングよりなる復帰ばね４６が所定のセット荷重をもって装着されており、この復帰ばね４６は、緩衝ロッド４０を介して図中右方側に移動した環状ピストン３９を、図３に示す所定の初期位置、つまり、緩衝ロッド４０が図２に示す左側室ａ１，ｂ１に突出する位置に復帰させるようになっている。蓋部材３２とロッドガイド４１との間には、復帰ばね４６よりも大きいばね力のコイルスプリングよりなる圧力保持ばね４７が装着されており、この圧力保持ばね４７は、ロッドガイド４１を図中右方側へ常時押圧して、これにより、第２中空筒部３０ｂ内を大気圧よりも高い圧力に保持するようになっている。

このように構成されるショックアブソーバ１９は、緩衝ロッド４０が駆動ピストン１７の中空部３０内に進入すると、環状ピストン３９が第２中空筒部３０ｂ内を図中右方側へ移動し、これにより、第２中空筒部３０ｂ内の油液Ｏが環状ピストン３９の図中右側から左側へ微少隙間Ｓを介して流動し、これにより減衰力が発生するようになっている。

環状ピストン３９の移動に伴い緩衝ロッド４０が第２中空筒部３０ｂに対して進入または退出すると、第２中空筒部３０ｂ内の油液Ｏが流動し、この油液Ｏの流動により第３中空筒部３０ｃ内のロッドガイド４１が、図中左方側または右方側へ移動するようになっている。

次に、以上のように構成される本発明の第１実施の形態に係る揺動型アクチュエータ１０の動作について、図２および図３を参照して説明する。

図示しないコンプレッサや圧縮エアが貯留されたエアタンク等の圧縮エア供給源から、第１シリンダ室１３ａの左側室ａ１と、第２シリンダ室１３ｂの右側室ｂ２とに流体としての圧縮エアを供給すると、第１駆動ピストン１７ａは図中右方へ駆動され、第２駆動ピストン１７ｂは図中左方へ駆動される。ここで、第１シリンダ室１３ａの右側室ａ２内および第２シリンダ室１３ｂの左側室ｂ１内のエアは、図示しないバルブ等を介して外部に排出される。このように、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂが各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内を軸方向に相反する方向へ駆動されることにより、ピニオン１６が時計方向に回転する。このピニオン１６の回転に伴い所定方向にテーブル１２が揺動移動されて、テーブル１２に装着されたワークＷを揺動移動させることができる。

その後、第２駆動ピストン１７ｂが第２シリンダ室１３ｂ内を摺動して図中左方側のストロークエンドまで移動すると、第２駆動ピストン１７ｂに一体化されたショックアブソーバ１９の緩衝ロッド４０が、調節ボルト２１を介してエンドカバー１４ａに衝突することになる。このとき、緩衝ロッド４０は調節ボルト２１のバンパ２０に衝突されるので、相互のメタルコンタクトを回避して異音の発生が抑制される。緩衝ロッド４０が調節ボルト２１に衝突することにより、緩衝ロッド４０が第２駆動ピストン１７ｂ内に進入し、これにより、ショックアブソーバ１９が減衰力を発生してテーブル１２の急停止が防止され、ワークＷを衝撃から保護することができる。

ここで、第１駆動ピストン１７ａにおける緩衝ロッド４０の突出側、つまり、左側室ａ１側は、圧縮エアにより大気圧よりも高い圧力を受けるので、緩衝ロッド４０と蓋部材３２との隙間を介して圧縮エアが第２中空筒部３０ｂ内に入り込もうとする。しかし、圧縮エアの圧力と圧力保持ばね４７のばね力とによって、ロッドガイド４１は図中右方側へ押圧されているので、第２中空筒部３０ｂ内の圧力は高められた状態にあり、パッキンシール４５のシール力が増加した状態となっている。したがって、圧縮エアが第２中空筒部３０ｂ内に入り込むことは無い。

テーブル１２を反時計方向に揺動するには、第１シリンダ室１３ａの左側室ａ１と第２シリンダ室１３ｂの右側室ｂ２からバルブ等を介して圧縮エアを大気開放するとともに、第１シリンダ室１３ａの右側室ａ２と第２シリンダ室１３ｂの左側室ｂ１とに圧縮エアを供給するようにする。すると、上記とは逆に、第１駆動ピストン１７ａは図中左方側へ駆動され、第２駆動ピストン１７ｂは図中右方側へ駆動される。したがって、ピニオン１６が反時計方向に回動してテーブル１２に装着されたワークＷを反時計方向に揺動移動することができる。ここで、第１駆動ピストン１７ａのショックアブソーバ１９は上記と同様の動作を行なうようになっている。

以上詳述したように、第１実施の形態に係る揺動型アクチュエータ１０によれば、第１および第２駆動ピストン１７ａ，１７ｂにショックアブソーバ１９を一体化することができる。したがって、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂの各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内におけるストロークエンドでショックアブソーバ１９を作動させることができ、各駆動ピストン１７ａ，１７ｂの急停止を防止し、衝撃からワークＷを保護することができる。

また、ショックアブソーバ１９を、従前のように取付プレートや支持アームを介してアクチュエータ本体１１の外部に露出して設ける必要が無くなり、揺動型アクチュエータ１０の外観形状を凹凸の少ない形状にすることができ、生産ライン上での配置自由度を高めることができるほか、揺動型アクチュエータ１０の省スペース化や軽量化を図ることができる。

さらに、各シリンダ室１３ａ，１３ｂ内を摺動する各駆動ピストン１７ａ，１７ｂにショックアブソーバ１９を同軸状に一体化したので、ワークＷ等の接触によるショックアブソーバ１９の損傷を確実に回避することができ、また、衝撃吸収時における各駆動ピストン１７ａ，１７ｂに対する曲げモーメントの発生を抑制して揺動型アクチュエータ１０の長寿命化を図ることができる。

また、第１実施の形態に係る揺動型アクチュエータ１０によれば、ショックアブソーバ１９は、環状ピストン３９と復帰ばね４６とを有するので、環状ピストン３９が発生する減衰力によって衝撃を吸収した後、復帰ばね４６の弾性力によって緩衝ロッド４０を復帰させることができる。

さらに、第１実施の形態に係る揺動型アクチュエータ１０によれば、エンドカバー１４ａに、緩衝ロッド４０の衝突位置を調節する調節ボルト２１を設けたので、調節ボルト２１により緩衝ロッド４０の衝突位置を調節することで各駆動ピストン１７ａ，１７ｂのストロークを調節することができる。

また、第１実施の形態に係る揺動型アクチュエータ１０によれば、揺動型の流体圧アクチュエータの駆動ピストンにショックアブソーバ１９を一体化することができるので、ラックとして機能する比較的長尺の駆動ピストンのデッドスペース（中実部）を有効利用して、駆動ピストンの大型化を回避しつつ、駆動ピストンを中空としてその軽量化を図ることができる。

次に、本発明の第２実施の形態に係る流体圧アクチュエータについて図面を用いて説明する。図４は第２実施の形態における図２に対応する断面図を、図５は図４に示す駆動ピストンを拡大して示す拡大断面図をそれぞれ表している。

図４に示すように、流体圧アクチュエータとしての揺動型アクチュエータ５０は、第１実施の形態に対して調節ボルト２１とマグネット３８（図２参照）とを省略した簡略型であり、テーブル（図示せず）の揺動角度が固定式（非調節式）であるとともにセンサレスとなっている。アクチュエータ本体１１に形成された各シリンダ室１３ａ，１３ｂには、第１実施の形態における各駆動ピストン１７ａ，１７ｂ（図２参照）とは構成が異なる第１駆動ピストン５１ａと第２駆動ピストン５１ｂとが往復動自在に設けられている。

各駆動ピストン５１ａ，５１ｂ（以下、駆動ピストン５１等と表す）の中空部３０には、第１実施の形態におけるショックアブソーバ１９とは構成が異なるショックアブソーバ５２が形成されている。ショックアブソーバ５２は、第３中空筒部３０ｃに固定されるロッドガイド４１を備え、このロッドガイド４１には、環状収容部５３が形成されている。この環状収容部５３は、切欠部５４を介して第２中空筒部３０ｂと連通しており、第２中空筒部３０ｂ内の油液Ｏが行き来できるようになっている。

環状収容部５３には、略ドーナツ形状のアキュムレータ５５が装着されており、このアキュムレータ５５は、無数の気泡を含む弾性変形可能なスポンジ状物質により形成されている。このアキュムレータ５５は、緩衝ロッド４０が第２中空筒部３０ｂに対して進入または退出した際に、油液Ｏによって圧縮または膨張変形するようになっている。

ロッドガイド４１の図中左方側には、通路ブロック５６が隣接して固定されており、この通路ブロック５６には、径方向（図中上方側）に延びる連通路５６ａと、通路ブロック５６の外周側に形成され、連通路５６ａと連通する周方向に延びる環状通路５６ｂとが形成されている。通路ブロック５６の径方向内側には、所定の環状隙間Ｌを介して緩衝ロッド４０が配置されており、環状隙間Ｌは連通路５６ａを介して環状通路５６ｂと連通している。

通路ブロック５６に形成された環状通路５６ｂの図中左方側には、Ｏリング５７が装着される環状溝５８と、断面が略Ｕ字形状のパッキンシール５９が装着されるパッキン収容部６０とが形成されている。パッキンシール５９のＵ字形状の開口側は蓋部材３２側を向いており、蓋部材３２側から入り込もうとする圧縮エアの圧力によって、パッキンシール５９の開口側が開口する方向に変形するようになっている。

通路ブロック５６と蓋部材３２との間には、緩衝ロッド４０を摺動自在に案内するスリーブ６１が径方向内側に装着されたスリーブブロック６２が設けられている。このスリーブブロック６２に装着されたスリーブ６１は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等の摩擦抵抗の小さな素材により形成されており、これにより、緩衝ロッド４０を円滑に案内できるようになっている。

駆動ピストン５１におけるラック１８ａの図中左方側には、通路ブロック５６の環状通路５６ｂと連通する連通孔６３が形成されており、この連通孔６３は、連通路５６ａおよび環状通路５６ｂを介して、環状隙間Ｌと歯車収容部１５ａ側とを連通させている。そして、駆動ピストン５１の図中左方側の圧縮エアが、蓋部材３２，スリーブ６１およびパッキンシール５９を介して環状隙間Ｌに入り込んだとしても、この圧縮エアを低圧側となる歯車収容部１５ａ側（図４参照）に逃がすことができるので、第２中空筒部３０ｂの内部に圧縮エアが混入することは無い。

以上のように構成される第２実施の形態に係る揺動型アクチュエータ５０においても、揺動角度が非調節式であることとセンサレスであることを除いては、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態に係る揺動型アクチュエータ５０によれば、テーブルの揺動角度を調節するための調節ボルトを省略しているので、より小型化・軽量化を図ることができるとともに、揺動型アクチュエータ５０の外観形状をさらに凹凸の少ない形状とすることができるので、生産ライン上での配置自由度をより高めることができる。

ただし、第２実施の形態に係る揺動型アクチュエータ５０においては、エンドカバー１４ａと緩衝ロッド４０とが相互にメタルコンタクトする構成のものを示したが、メタルコンタクトによる異音の発生を防止すべく、例えば、エンドカバー１４ａの図中右方側や緩衝ロッド４０の図中左方側等に合成ゴム等よりなるバンパを装着するようにしても良い。また、第２実施の形態に係る駆動ピストン５１と第１実施の形態に係る駆動ピストン１７とを相互に入れ替えても良く、この場合においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

次に、本発明の第３実施の形態に係る流体圧アクチュエータについて図面を用いて説明する。図６は第３実施の形態における駆動ピストンを拡大して示す拡大断面図を表している。

図６に示す駆動ピストン６４は、上述した揺動型アクチュエータ１０，５０のアクチュエータ本体１１（図２および図４参照）に設けられるものであり、この駆動ピストン６４は、第２実施の形態における駆動ピストン５１（図５参照）に比して、通路ブロック５６およびアキュムレータ５５を備えず、緩衝ロッド４０を駆動ピストン６４の軸方向に貫いて設けた点が異なっている。

緩衝ロッド４０の略中央部分には、環状ピストン３９が装着されており、この環状ピストン３９を境に、緩衝ロッド４０は左側ロッド部４０ａと右側ロッド部４０ｂとに分けられている。緩衝ロッド４０の左側ロッド部４０ａは、ロッドガイド４１，スリーブ６１および蓋部材３２を貫いて、駆動ピストン６４の外部、つまり、シリンダ室１３内（図２参照）に延出されるようになっている。

駆動ピストン６４の図中右方側には、駆動ピストン６４の端部からラック１８に臨む深さの筒状凹部６４ａが形成されており、この筒状凹部６４ａは、壁部６４ｂによって環状ピストン３９側と隔離されている。壁部６４ｂには穿孔６５が形成されており、この穿孔６５を貫いて筒状凹部６４ａに向けて緩衝ロッド４０の右側ロッド部４０ｂが延出されている。

緩衝ロッド４０の内側には、油液注入孔４０ｃが形成されており、この油液注入孔４０ｃを介して油液Ｏを中空筒部内に封入するようにしており、中空筒部内へ油液Ｏを封入した後、油液注入孔４０ｃを剛球４０ｄで閉塞するようになっている。

壁部６４ｂの図中左方側には、シール装着筒部６６が形成されており、このシール装着筒部６６には、断面が略Ｕ字形状のパッキンシール６７が装着されている。このパッキンシール６７のＵ字形状の開口側は、第１中空筒部３０ａ側を向いており、これにより第１中空筒部３０ａからの油液Ｏの外部への漏洩を防止するようになっている。

シール装着筒部６６の図中左方側には、環状のばね座６８が装着されるばね座装着筒部６９が形成されている。ばね座装着筒部６９に装着されるばね座６８は、復帰ばね４６の図中右方側を支持している。

以上のように構成される第２実施の形態に係る揺動型アクチュエータにおいても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第３実施の形態に係る揺動型アクチュエータによれば、第１中空筒部３０ａに向けて左側ロッド部４０ａが進入した際、それに伴って第１中空筒部３０ａから右側ロッド部４０ｂが筒状凹部６４ａに向けて退出するので、油液Ｏによって圧縮または膨張変形するアキュムレータを省略することができる。よって、揺動型アクチュエータの構造や組立工程を簡略化してコストダウンを図ることができる。

次に、本発明の第４実施の形態に係る流体圧アクチュエータについて図面を用いて説明する。図７は第４実施の形態に係る流体圧アクチュエータの断面図を示している。

図７に示すように、流体圧アクチュエータとしてのロッドレスシリンダ７０は、シールバンドを有するスリット式のロッドレスシリンダである。このロッドレスシリンダ７０は、アルミ合金等の金属材料を押し出し加工することにより略棒状形状に形成されるアクチュエータ本体７１を有しており、このアクチュエータ本体７１の内部には、図中左右方向に延びるシリンダ室７２が形成されている。シリンダ室７２の両端側（図中左右側）は、アクチュエータ本体７１の両端部に装着される一対のエンドカバー７３ａ，７３ｂによってそれぞれ閉塞されており、各エンドカバー７３ａ，７３ｂは、シリンダ室７２を形成する端壁を構成している。

シリンダ室７２の内部には、駆動ピストン７４が摺動自在に設けられており、この駆動ピストン７４は、シリンダ室７２内を左側室７２ａと右側室７２ｂとに画成している。左側室７２ａおよび右側室７２ｂは、各エンドカバー７３ａ，７３ｂにそれぞれ形成された連通孔７５ａ，７５ｂを介して外部と連通するようになっている。

アクチュエータ本体７１の図中上方側には、アクチュエータ本体７１の軸方向に全域に亘って延びるスリット７６が形成されている。このスリット７６は、その図中上下方向から設けられるアウターシールバンド７７およびインナーシールバンド７８によって閉塞されており、これらは可撓性を有する薄膜状の金属材料、例えば、ステンレスクロム鋼によって形成されている。アウターシールバンド７７は外部からシリンダ室７２内に埃等が入り込むことを防止し、インナーシールバンド７８は、シリンダ室７２内の圧縮エアが外部に漏洩すること防止するようになっている。

駆動ピストン７４の図中左右方向における略中央部分には、ピストンヨーク７９が装着されており、このピストンヨーク７９はスリット７６から各シールバンド７７，７８を介して図中上方側に突出している。ピストンヨーク７９は、各シールバンド７７，７８の間に設けられており、各シールバンド７７，７８は、ピストンヨーク７９の移動に追従して変形するようになっている。

ピストンヨーク７９の図中上方側には、２本のロールピン８０を介してピストンマウント８１が装着されている。このピストンマウント８１はアルミ合金等の金属材料により形成されており、ピストンマウント８１上には、ワークＷが装着されるようになっている。ピストンマウント８１の脚部８１ａには、アウターシールバンド７７に摺接する合成樹脂等よりなるスクレーパ８２が装着されており、このスクレーパ８２は、アウターシールバンド７７上に付着した埃等を除去するとともに、ピストンマウント８１を円滑に作動させる役割を果たしている。

駆動ピストン７４は、図５に示す第２実施の形態における駆動ピストン５１からラック１８を省略するとともに、図中左右方向で対称となるように一対の駆動ピストン５１を対向配置し、これらを相互に接続した構成を採っており、駆動ピストン７４の図中左右側からは、各エンドカバー７３ａ，７３ｂにそれぞれ衝突する一対の緩衝ロッド４０，４０が延出されている。駆動ピストン７４の内部に対向して形成される各ショックアブソーバ５２は、上述した第２実施の形態と同様の動作をするものである。

次に、以上のように構成される本発明の第４実施の形態に係るロッドレスシリンダ７０の動作について説明する。

図示しないコンプレッサや圧縮エアが貯留されたエアタンク等の圧縮エア供給源から、例えば、シリンダ室７２の左側室７２ａに圧縮エアを供給すると、駆動ピストン７４は図中右方側へ駆動される。ここで、シリンダ室７２の右側室７２ｂ内のエアは、図示しないバルブ等を介して外部に排出される。このように、駆動ピストン７４がシリンダ室７２内を軸方向に向けて駆動されることにより、これに追従してピストンヨーク７９に装着されたピストンマウント８１が駆動され、よって、ワークＷを移動（往復動）することができる。

その後、駆動ピストン７４がシリンダ室７２内を摺動して図中右方側のストロークエンドまで移動すると、ショックアブソーバ５２の緩衝ロッド４０がエンドカバー７３ｂに衝突することになる。緩衝ロッド４０がエンドカバー７３ｂに衝突することにより、上述した第２実施の形態と同様にショックアブソーバ５２が減衰力を発生してピストンマウント８１の急停止が防止され、したがって、ワークＷを衝撃から保護することができる。

ピストンマウント８１を図中左方側に移動するには、シリンダ室７２の左側室７２ａからバルブ等を介して圧縮エアを大気開放するとともに、シリンダ室７２の右側室７２ｂに圧縮エアを供給するようにする。すると、上記とは逆に、駆動ピストン７４は図中左方側へ駆動され、ワークＷを図中左方側に移動することができる。

以上のように構成される第４実施の形態に係るロッドレスシリンダ７０においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第４実施の形態に係るロッドレスシリンダ７０によれば、ロッドレスシリンダ７０の駆動ピストン７４にショックアブソーバ５２を一体化したので、ロッドレスシリンダの駆動ピストンにおける比較的大きなデッドスペースを有効利用することができる。したがって、ロッドレスシリンダの駆動ピストンの大型化を回避しつつ、駆動ピストンを中空としてその軽量化を図ることができる。

ただし、第４実施の形態に係るロッドレスシリンダ７０においては、各エンドカバー７３ａ，７３ｂと緩衝ロッド４０とが相互にメタルコンタクトする構成のものを示したが、メタルコンタクトによる異音の発生を防止すべく、例えば、各エンドカバー７３ａ，７３ｂのシリンダ室７２側や緩衝ロッド４０の突出側等に合成ゴム等よりなるバンパを装着するようにしても良い。また、上述した第１実施形態における調節ボルト２１（図２参照）を、各エンドカバー７３ａ，７３ｂに装着するようにしても良い。さらに、駆動ピストン７４を、図３や図６に示す駆動ピストン１７，６４からラック１８を省略するとともに、図中左右方向に対称となるように一対の駆動ピストン１７，６４を対向配置し、これらを相互に接続した構成を採るようにしても良い。

次に、本発明の第５実施の形態に係る流体圧アクチュエータについて図面を用いて説明する。図８は第５実施の形態に係る流体圧アクチュエータの断面図を示している。

図８に示すように、流体圧アクチュエータとしてのエアシリンダ９０は、アルミ合金等の金属材料を切削加工することにより略直方体形状に形成されるアクチュエータ本体９１を有しており、このアクチュエータ本体９１の内部には、図中左右方向に延びるシリンダ室９２が形成されている。シリンダ室９２の一端側（図中左方側）は開口され、シリンダ室９２の他端側（図中右方側）はアクチュエータ本体９１の他端部に一体に形成されるエンドカバー９３によって閉塞されており、このエンドカバー９３はシリンダ室９２を形成する端壁を構成している。

シリンダ室９２の内部には、外周側にＯリング９４が装着された駆動ピストン９５が往復動自在に設けられており、この駆動ピストン９５は、シリンダ室９２内を左側室９２ａと右側室９２ｂとに画成している。左側室９２ａおよび右側室９２ｂは、アクチュエータ本体９１の軸方向にそれぞれ離間して形成された連通孔９６ａ，９６ｂを介して外部と連通するようになっている。

駆動ピストン９５の一端部側には、ピストンロッド９７が接続して設けられ、このピストンロッド９７の一端部側は、アクチュエータ本体９１の開口部９８に装着されるガイド部材９９を貫いてアクチュエータ本体９１の外部に突出されている。ここで、ピストンロッド９７の一端部側にはワークＷが装着されるようになっている。アクチュエータ本体９１の開口部９８に装着されるガイド部材９９は、略Ｃ字形状のスナップリング１００によって抜け止めされている。

ガイド部材９９の外周にはＯリング１０１が装着されており、このＯリング１０１によってガイド部材９９とアクチュエータ本体９１との間をシール（密封）している。ガイド部材９９の内周にはパッキンシール１０２が装着されており、このパッキンシール１０２によってガイド部材９９とピストンロッド９７との間をシールしている。パッキンシール１０２の開口側は、高圧側となるシリンダ室９２の左側室９２ａ側に向けられている。

駆動ピストン９５の中空部３０に形成されるショックアブソーバ１０３は、上述した第２実施の形態におけるショックアブソーバ５２（図５参照）に対して、通路ブロック５６とスリーブブロック６２とを省略した簡易型となっており、減衰力の発生メカニズムは同様となっている。

次に、以上のように構成される本発明の第５実施の形態に係るエアシリンダ９０の動作について説明する。

図示しないコンプレッサや圧縮エアを貯留したエアタンク等の圧縮エア供給源から、例えば、シリンダ室９２の左側室９２ａに圧縮エアを供給すると、駆動ピストン９５は図中右方側へ駆動される。ここで、シリンダ室９２の右側室９２ｂ内のエアは、図示しないバルブ等を介して外部に排出される。このように、駆動ピストン９５がシリンダ室９２内を軸方向に向けて駆動されることによりピストンロッド９７が駆動され、よって、ワークＷを移動（往復動）することができる。

その後、駆動ピストン９５がシリンダ室９２内を摺動して図中右方側のストロークエンドまで移動すると、駆動ピストン９５の他端部側から突出したショックアブソーバ１０３の緩衝ロッド４０がエンドカバー９３に衝突することになる。緩衝ロッド４０がエンドカバー９３に衝突することにより、ショックアブソーバ１０３が減衰力を発生してピストンロッド９７の急停止が防止され、したがって、ワークＷを衝撃から保護することができる。

ピストンロッド９７を図中左方側に移動するには、シリンダ室９２の左側室９２ａからバルブ等を介して圧縮エアを大気開放するとともに、シリンダ室９２の右側室９２ｂに圧縮エアを供給するようにする。すると、上記とは逆に、駆動ピストン９５は図中左方側へ駆動され、ワークＷを図中左方側に移動することができる。ここで、本実施形態におけるエアシリンダ９０においては、ワークＷの図中左方側への移動に対して、ピストンロッド９７の急停止を防止するショックアブソーバは備えていない。

以上のように構成される第５実施の形態に係るエアシリンダ９０においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

ただし、第５実施の形態に係るエアシリンダ９０においては、エンドカバー９３と緩衝ロッド４０とが相互にメタルコンタクトする構成のものを示したが、メタルコンタクトによる異音の発生を防止すべく、例えば、エンドカバー９３のシリンダ室９２側や緩衝ロッド４０の突出側等に合成ゴム等よりなるバンパを装着するようにしても良い。また、上述した第１実施形態における調節ボルト２１（図２参照）を、エンドカバー９３に装着するようにしても良い。さらに、駆動ピストン９５に形成されるショックアブソーバを、ショックアブソーバ１０３に換えて、図３（第１実施の形態）や図５（第２実施の形態）に示すショックアブソーバ１９，５２とすることもできる。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記各実施の形態においては、駆動源としてエアコンプレッサや圧縮エアが貯留されたエアタンク等から送られる圧縮エアを利用したものを示したが、本発明はこれに限らず、液圧ポンプ等から送られるオイル等の非圧縮性流体を用いて駆動するようにしても良い。この場合、非圧縮性流体であることから、シリンダ室内への流体の給排量を精度良く制御することにより、ワークの位置制御を高精度で行なうことができるようになる。

（ａ），（ｂ）は、本発明の第１実施の形態に係る流体圧アクチュエータを示す平面図および側面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２に示す駆動ピストンを拡大して示す拡大断面図である。 第２実施の形態における図２に対応する断面図である。 図４に示す駆動ピストンを拡大して示す拡大断面図である。 第３実施の形態における駆動ピストンを拡大して示す拡大断面図である。 第４実施の形態に係る流体圧アクチュエータの断面図である。 第５実施の形態に係る流体圧アクチュエータの断面図である。 従来技術における流体圧アクチュエータの斜視図である。

符号の説明

１０，５０ 揺動型アクチュエータ（流体圧アクチュエータ）
１１，７１，９１ アクチュエータ本体
１２ テーブル
１３，７２，９２ シリンダ室
１４ａ，１４ｂ，７３ａ，７３ｂ，９３ エンドカバー（端壁）
１６ ピニオン
１６ｂ 歯部
１７，５１，６４，７４，９５ 駆動ピストン
１８ ラック
１９，５２，１０３ ショックアブソーバ
３０ 中空部
３９ 環状ピストン
４０ 緩衝ロッド
４１ ロッドガイド（体積補償部）
５５ アキュムレータ（体積補償部）
７０ ロッドレスシリンダ（流体圧アクチュエータ）
７６ スリット
７９ ピストンヨーク
８１ ピストンマウント
９０ エアシリンダ（流体圧アクチュエータ）
９７ ピストンロッド
９８ 開口部
９９ ガイド部材
Ｓ 微少隙間
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 端壁が設けられるアクチュエータ本体を有し、前記アクチュエータ本体に形成されるシリンダ室内に組み込まれる駆動ピストンを、前記シリンダ室への流体の給排により往復動する流体圧アクチュエータであって、
   前記駆動ピストンに形成された中空部内に、前記中空部から前記シリンダ室内に突出する緩衝ロッドを有するショックアブソーバを設け、
   前記ショックアブソーバの緩衝ロッドは、前記端壁に衝突することを特徴とする流体圧アクチュエータ。
2. 請求項１記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記ショックアブソーバは、前記緩衝ロッドに取付けられるとともに前記駆動ピストンに形成された中空部内に軸方向に往復動自在に設けられ前記中空部内の液体を流動させて減衰力を発生する緩衝ピストンと、前記中空部内に設けられ前記緩衝ロッドを前記シリンダ室内に突出する位置に復帰させる復帰ばねとを有することを特徴とする流体圧アクチュエータ。
3. 請求項１または２記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記端壁に、前記緩衝ロッドの衝突位置を調節する調節ボルトを設けることを特徴とする流体圧アクチュエータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記アクチュエータ本体に前記駆動ピストンに形成されたラックに噛合うピニオンを回転自在に取付け、前記ピニオンに設けられた揺動軸を前記駆動ピストンにより揺動することを特徴とする流体圧アクチュエータ。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記アクチュエータ本体に軸方向に延びるスリットを設けるとともに前記スリットを介して外部に突出するピストンヨークを前記駆動ピストンに設け、前記ピストンヨークにピストンマウントを装着することを特徴とする流体圧アクチュエータ。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記駆動ピストンの一端部側に前記アクチュエータ本体の一端部から突出するピストンロッドを設け、前記駆動ピストンの他端部側から前記緩衝ロッドを突出させることを特徴とする流体圧アクチュエータ。

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